S-PI在高速PCB板设计中应用

（注：本文读者应该已经有了高速PCB的设计经验， 而且已经了解和使用SI 信号完整性分析的理论。 为此本文中没有详细介绍有关SI信号完整性的概念， 对于PI电源完整性的介绍本文中也没有太多分解， 读者如关心SI和PI技术，可以和EMC Technology Ltd. 北京办事处联系。）

在PCB设计中，高速电路的布局布线和质量分析无疑是工程师们讨论的焦点。尤其是如今的电路工作频率越来越高，例如一般的数字信号处理(DSP)电路板应用频率在150－200MHz是很常见的，CPU板在实际应用中达到500MHz以上已经不足为奇，在通信行业中Ghz电路的设计已经十分普及。所有这些PCB板的设计，往往是采用多层板技术来实现。在多层板设计中不可避免地为采用电源层的设计技术。而在电源层设计中，往往由于多种类的电源混合应用而使得设计变为十分复杂。

那么萦绕在PCB工程师中的难题有哪些？

PCB的层数如何定义？包括采用多少层？各个层的内容如何安排最合理？如应该有几层地，信号层和地层如何交替排列等等。

如何设计多种类的电源分块系统？如3.3V, 2.5V, 5V, 12V 等等。电源层的合理分割和共地问题是PCB是否稳定的一个十分重要的因素。

如何设计去耦电容？利用去耦电容来消除开关噪声是常用的手段，但如何确定其电容量？电容放置在什么位置？什么时候采用什么类型的电容等等。

如何消除地弹噪声？地弹噪声是如何影响和干扰有用信号的？

回路（Return Path）噪声如何消除？很多情况下，回路设计不合理是电路不工作的关键，而回路设计往往是工程师最觉得束手无策的工作。

如何合理设计电流的分配？尤其是地电层中电流的分配设计十分困难，而总电流在PCB板中的分配如果不均匀，会直接明显地影响PCB板的不稳定工作。

另外还有一些常见的如上冲，下冲，振铃(振荡)，时延，阻抗匹配，毛刺等等有关信号的奇变问题，但这些问题和上述问题是不可分割的。它们之间是因果关系。